316 および 316L ステンレス鋼: 特性、腐食、用途

執筆者: Emma、テクニカル セールス エンジニア | レビュー者: Ethan、材料エンジニア | 更新日: 2026 年 8 月

1. 316 ステンレス鋼とは何ですか?

316はオーステナイト系クロムニッケルモリブデンステンレス鋼— 30​​4 に次いで世界で 2 番目に広く使用されているステンレス鋼グレードです。その決定的な特徴は、2～3% モリブデンこれにより、標準の Cr-Ni グレードと比較して、塩化物による局所腐食に対する耐性が大幅に向上します。

316 は一般に「海洋グレードのステンレス鋼」と呼ばれています。海水の影響を受けないからではなく、モリブデンの添加により、沿岸大気や海洋暴露などの塩化物を含む環境における耐孔食性および隙間腐食性が大幅に向上するためです。

2. 316および316Lの化学組成

以下の組成制限は、ASTM A240、クロムおよびクロムニッケルステンレス鋼の板、シートおよびストリップの標準仕様です。

3. モリブデンが 316 の耐食性を高める理由

316 に関する主な技術的質問は次のとおりです。なぜ 2 ～ 3% のモリブデンが目に見える違いをもたらすのでしょうか?答えは、モリブデンが原子レベルで不動態皮膜および塩化物イオンとどのように相互作用するかにあります。

仕組み

ステンレス鋼は耐腐食性に優れています。不動態皮膜— 酸素にさらされると表面に自発的に形成される厚さ数ナノメートルのクロムを豊富に含む酸化物層。このフィルムは電気絶縁性があり、金属を環境から物理的に分離します。

塩化物イオン（Cl⁻）がこの膜を攻撃します弱い部分 - 介在物、粒界、表面欠陥。塩化物イオンが一点で不動態層を突破すると、電気化学セルが形成されます。露出した金属がアノード（溶解）となり、周囲の不動態表面がカソードになります。ピットは自己触媒作用によって成長します。内部は酸性で塩化物が豊富になり、溶解が加速します。

モリブデンは 2 つの段階で介入します。

• フィルム安定化:Mo はモリブデン酸イオン (MoO₄²⁻) として不動態皮膜に取り込まれ、塩化物の攻撃に対する耐性を高めます。フィルムは物理的および化学的により堅牢です。ピットを開始するには、より高い塩化物濃度または温度が必要です。
• 再不動態化:ピットが始まると、溶解したモリブデン種がピット内の活発に溶解している表面に吸着し、溶解が遅くなり、再不動態化が促進されます。これが、316 のピットが 304 よりもゆっくりと狭い条件下で発生する理由です。ピットが形成されないからではなく、初期のピットが臨界サイズに達する前に再不動態化する可能性が高いためです。

違いの定量化: PREN

の耐孔食相当数（PREN）化学組成を耐塩化物孔食性の比較指標に変換します。

PREN = %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N

モリブデンの寄与だけで約3.3 × 2.1 = 6.9 PREN ポイント— 耐孔食性指数が 304 から 316 に約 35% 増加しました。PREN は腐食速度や耐用年数の予測ではありませんが、316 が 304 よりも孔食が多い塩化物にさらされても生き残る理由を理解するための有用な比較枠組みを提供します。

4. 316 ステンレス鋼の特性

耐食性

316 の耐食性は、モリブデンの添加によって何が得られ、何が得られないかによって定義されます。

316 は以下の分野で優れたパフォーマンスを発揮します。

• 沿岸および海洋の大気への曝露 — 304 よりも 316 を指定する最も一般的な理由
• 化学処理 - リン酸、多くの有機酸、および中程度の温度での希硫酸に対する耐性
• 塩分にさらされる食品および飲料の加工 - 塩水ライン、塩分を含むソース、海産物
• 製薬および衛生機器 - 通常、WFI (注射用水) システムおよびプロセス配管に指定されています。
• パルプおよび紙の処理 - 塩化物が存在する蒸解釜および漂白環境

316 には、調達が遵守しなければならない明確な制限があります。

• 温海水浸漬：316 は、特に約 25°C を超える海水に継続的に浸漬すると、孔食や隙間腐食が発生します。これは 316 の最も一般的な誤用です。「マリングレード」が「海水耐性」を意味すると仮定しています。
• 高塩化物プロセス流体:数千 ppm を超える塩化物濃度は、特に高温では、316 の耐孔食性を超える可能性があります。
• 塩化物応力腐食割れ（Cl-SCC）：すべてのオーステナイト系グレードと同様に、316 は引張応力がかかると約 60°C 以上で Cl-SCC が発生しやすくなります。この故障モードは PREN が予測しません。
• 強還元酸:塩酸、フッ化水素酸、および濃硫酸は、モリブデンの含有量に関係なく、316 を攻撃します。

機械的特性 (焼きなまし状態、ASTM A240)

製造特性

316 は、TIG、MIG、SMAW、SAW、抵抗溶接など、すべての一般的なプロセスで優れた溶接性を提供します。フィラーメタルは、ベースメタルのモリブデン含有量と一致するか、それを超える必要があります (TIG/MIG の場合は ER316L)。成形性は良好ですが、合金含有量が多いため 304 よりわずかに低くなります。複雑な形状の場合、深絞り加工で中間焼鈍が必要になる場合があります。表面仕上げ能力は 304 と同等 (2B ミル仕上げから No.8 鏡面研磨まで) で、316 は産業用途と建築用途の両方に適しています。

5. 316L ステンレス鋼の特性

316L — 低炭素バージョン — は、クロム、ニッケル、モリブデンの含有量が 316 と同じです。未溶接状態でも同等の耐食性を発揮します。金属上の唯一の違いは炭素です。316L では ≤ 0.03% であるのに対し、316 では ≤ 0.08% です。

これがなぜ重要なのか、そして何が変わらないのか:

典型的な 316L アプリケーション腐食用途における溶接製造に重点が置かれています。医薬品の貯蔵および処理タンク、化学反応容器、衛生配管システム (軌道 TIG 溶接)、熱交換器のシェルおよびチューブシート、ASME コードの圧力機器などです。すべての場合において、溶接部に低炭素仕様が選択されるのは、母材の耐食性が本質的に高いためではありません。

6. 316/316L の違いを理解する

316 と 316L の問題は、ステンレス鋼の調達において最も頻繁に議論され、よく誤解されているトピックの 1 つです。現実は、単純に「どちらが優れているか」という比較よりも微妙です。

冶金学的現実:

• 316 と 316L は同じクロム、ニッケル、モリブデンの範囲を共有しており、基本耐食性は同じです
• 唯一の意図的な違いは炭素含有量です: ≤ 0.08% (316) と ≤ 0.03% (316L)
• 溶接中、HAZ は 425 ～ 870°C に達します。この温度は、炭素とクロムが結合して結晶粒界で Cr₂₃C₆ を形成し、クロムが消耗して粒界腐食の場所が形成される鋭敏化範囲です。
• 316L の低炭素はこれを防ぎます。連続的な炭化物ネットワークを形成するのに十分な炭素がありません。
• その結果、316L 溶接製造では HAZ 耐食性を回復するための溶接後の溶体化焼鈍が必要ありません。

商業上の現実:実際には、316 シリーズのフラット製品の大部分が次のように供給されます。316/316L デュアル認定。最新の AOD (アルゴン酸素脱炭) 精製では、窒素の添加により強度を維持しながら、炭素は 0.03% を大幅に下回ります。二重認定された MTC は、材料の 1 つの熱が S31600 と S31603 の両方の要件を同時に満たしていること、つまり炭素 ≤ 0.03% (L グレード) と強度が 316 の最低以上を満たすことを確認します。バイヤーにとって、二重認定材料は 316 対 316L の問題を効果的に解決します。つまり、単一の在庫品目から両方の仕様タイプを満たします。

1 つの素材、2 つの仕様 — 3 つのシナリオ:

• 「316」（S31600）を必要とするプロジェクトは、二重認定された 316/316L を受け入れることができます。L グレードのカーボンは自動的に ≤ 0.08% の制限を満たします。
• 「316L」(S31603) を必要とするプロジェクトは、二重認定された 316/316L を受け入れることができます - 炭素含有率 ≤ 0.03% が確認されています
• 「316 のみ - L グレードカーボンなし」を要求するプロジェクトは異例であり、技術的な議論を引き起こすはずです。なぜ低炭素が特に拒否されるのでしょうか?これは、代わりに 316H を必要とする高温アプリケーションですか?

7. 316と316Lの代表的な用途

8. 316 ステンレス鋼の限界

316は耐食性がありますが、耐食性ではありません。その境界を理解することが不可欠です。仕様の成功とコストのかかる失敗の違いは、多くの場合、そのグレードでは克服できない限界を購入者が認識しているかどうかにかかっています。

9. ご購入時の316/316Lの指定方法

10. Shangyou が 316/316L ステンレス鋼の供給をどのようにサポートしているか

• ASTM 準拠の検証:すべての 316/316L の注文は、該当する ASTM 製品規格 (プレート/シートの場合は A240、パイプの場合は A312、バーの場合は A276) に照らして確認されます。コンプライアンスは検証されたものであり、想定されたものではありません
• モリブデン含有量の確認:316 の特徴的な元素はモリブデンです。すべての MTC で Mo 含有量 (2.0 ～ 3.0%) を検証します。2.0% を下回る熱は 316 ではなく、出荷されません。
• 炭素含有量の検証:316L および 316/316L デュアル認定の注文の場合、MTC 熱分析により炭素 ≤ 0.03% が確認されます。これは溶接製造にとって最も重要なデータ ポイントであり、注文ごとにチェックされます。
• UNS グレード検証:すべての MTC は、規格間のグレードのあいまいさを排除するために、指定された UNS 指定 (316 の場合は S31600、316L の場合は S31603) と照合されます。
• MTC 3.1 ドキュメント:熱価まで追跡可能な完全な化学組成と機械的特性がすべての出荷に提供されます。 「標準」または「公称」値はなく、実際の熱分析データのみです
• PMI テストの調整:XRF を使用した確実な材料同定により、Cr、Ni、Mo の含有量が確認されます。グレードの取り違えをスクリーニングし、定義する合金元素の独立した検証を提供します。
• 第三者による検査:SGS、ビューローベリタス、TÜV、または Intertek による出荷前検査 - 発注書に対する MTC レビュー、PMI、寸法チェック、および表面状態の検証
• 表面検査:発送前に表面欠陥と仕上げの適合性を目視検査します - 表面状態は塩化物サービスにおける孔食の発生に直接影響します
• 技術グレードの推奨事項:当社のエンジニアリング チームは、塩化物濃度、温度、使用条件を検討して、316/316L が適切であることを確認します。適切でない場合は、代替品を推奨します。

11. よくある質問

Q1: 316 ステンレス鋼とは何ですか?
316はオーステナイト系クロムニッケルモリブデンステンレス鋼— UNS S31600、EN 1.4401。公称組成は、約 17% クロム、11% ニッケル、2.1% モリブデンです。モリブデンの添加により 304 と区別され、塩化物による孔食や隙間腐食に対する耐性が大幅に向上しました。 316 は焼きなまし状態では非磁性であり、熱処理によって硬化することができず、304 に孔食を引き起こすレベルの塩化物が存在する場合に最も一般的に指定されるグレードです。

Q2: 316 ステンレス鋼の耐食性が 304 より優れているのはなぜですか?
の2～3% モリブデンMo は 2 つのメカニズムを通じて耐塩化物孔食性を向上させます。(1) モリブデン酸イオンとして不動態皮膜に取り込まれ、皮膜の塩化物攻撃に対する耐性が高まります。 (2) ピットが発生すると、溶解した Mo 種がピット内の活発に溶解している表面に吸着し、溶解が遅くなり、再不動態化が促進されます。定量的には、316 の PREN は 304 の 18 ～ 20 と比較して約 23 ～ 28 であり、耐孔食性指数は約 30 ～ 40% 高く、これはほぼ完全に PREN 式の 3.3 × %Mo 係数によって決まります。

Q3: 316 ステンレス鋼と 316L ステンレス鋼の違いは何ですか?
唯一の意図的な違いは、炭素含有量: 316 では ≤ 0.08% C が許容されます。 316L は 0.03% C 以下に制限されます。クロム、ニッケル、モリブデンの範囲は同一であり、基本耐食性も同じです。 316L の低炭素は溶接中の鋭敏化 (粒界での炭化クロムの析出) を防止し、溶接後の溶体化焼鈍を必要とせずに HAZ の粒界耐食性を維持します。このため、316L は腐食環境での溶接製造の標準的な選択肢となります。溶接されていない状態では、316 と 316L は同等の性能を発揮します。

Q4: 316 ステンレス鋼は磁性を持ちますか?
で完全に焼きなまされた状態、316 は非磁性です。そのオーステナイト (FCC) 結晶構造は常磁性です。しかし、冷間加工（曲げ、成形、絞り、機械加工）により、一部のオーステナイトが強磁性であるひずみ誘起マルテンサイトに変化します。冷間加工された 316 コンポーネント (深絞り容器、ねじ付きファスナー、または強く形成されたパイプの曲げなど) は、わずかに磁性を示す場合があります。これは正常なことであり、材料の欠陥を示すものではありません。製造後に非磁性挙動が必要な場合は、すべての成形操作の後に溶体化焼鈍を指定してください。

Q5: 316 ステンレス鋼は錆びますか?
はい。 316は耐食性がありますが、耐食性ではありません。耐食性を超える条件下（高塩化物濃度、高温、停滞海水、または強還元酸への曝露）では、316 は腐食します。 316 の最も一般的な腐食モードは、孔食、隙間腐食 (特にガスケットの下、堆積物、または停滞領域)、および塩化物応力腐食割れ (引張応力下で約 60°C 以上) です。モリブデンの添加により、304 に比べて腐食が始まる閾値が上昇しますが、閾値を完全に排除するわけではありません。

Q6: 316 ステンレス鋼は海水に適していますか?
それは海水への暴露の形態によって異なります。316 は一般に、表面が定期的に雨で洗われるか清掃されている限り、沿岸の大気暴露や断続的な飛沫/スプレーに適しています。 316は継続的な海水浸漬には推奨されません特に暖かい（>25°C）または停滞した条件では、孔食や隙間腐食が発生する可能性があります。海水浸漬の場合、デュプレックス 2205 (PREN 33 ～ 36) が実用的な最低限の開始点です。スーパーデュプレックス 2507 (PREN >40) または 6Mo スーパーオーステナイトは、信頼性の高い浸漬サービスの標準です。 「海洋グレード」がすべての海水シナリオをカバーするとは考えないでください。

Q7: 溶接用途に 316L が推奨されるのはなぜですか?
溶接中、溶接部に隣接する熱影響部は 425 ～ 870°C に達します。これは、炭素とクロムが結合して粒界に炭化クロム (Cr₂₃C₆) を形成する鋭敏化範囲です。これらの析出物は周囲の金属のクロムを枯渇させ、局所的な耐食性を破壊し、粒界腐食 (IGC) の発生場所を作り出します。 316L の炭素制限は 0.03% 以下であるため、一般的な溶接熱サイクル中に損傷を与える炭化物のネットワークを形成するのに利用できる炭素が不十分であることが保証されます。その結果、316L 溶接継手は、溶接後の溶体化処理を必要とせずに耐食性を維持します。この処理は、大規模な製造では物理的に不可能な、高価でエネルギーを大量に消費するプロセスです。

Q8: 316 ステンレス鋼の PREN 値はどれくらいですか?
316 の通常の PREN (孔食抵抗相当数) は次のとおりです。23～28、公称組成 (~17% Cr、~2.1% Mo、~0.05% N) から %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N として計算されます。これと比較すると、304 の PREN は約 18 ～ 20 です。約 5 ～ 8 ポイントの差は、ほぼ完全にモリブデン係数によって決まります。比較のために：二相 2205 の PREN は約 33 ～ 36 で、スーパー二相 2507 の PREN は 40 を超えています。比熱の実際の PREN は、グレードの公称中間点ではなく、MTC が報告した化学反応から計算する必要があります。2.0% Mo の熱は 2.8% Mo の熱よりも明らかに低い耐孔食性を持っています。

Q9: 316 ステンレス鋼はどのような業界で使用されていますか?
主な産業には次のようなものがあります。海洋および沿岸(デッキハードウェア、建築外装材、建具)、製薬(WFIタンク、プロセス配管、クリーンルーム設備)、化学処理(貯蔵タンク、反応容器、熱交換器)、食べ物と飲み物(塩水および塩を含む製品設備、乳製品加工)、石油とガス(上部配管、計器管、バルブコンポーネント)、パルプと紙(蒸解装置、漂白装置)、および建築的(海岸沿いの建物のファサード、ストリートファニチャー)。共通点は、すべてに塩化物または腐食性プロセス流体が含まれており、304 は局部腐食の危険があるということです。

Q10: 316/316L ステンレス鋼を購入する場合、どのような書類を要求すればよいですか?
最低限のリクエスト: (1)EN 10204 3.1 MTC完全な化学組成 - Mo 含有量 (2.0 ～ 3.0%) と炭素 (316L/デュアル認証の場合は 0.03% 以下) を確認します。 (2)製品規格準拠宣言(例: プレート/シートの ASTM A240); (3)UNS番号の確認— S31600 または S31603; (4) 溶接製作の場合 —ASTM A262 Practice E に基づく IGC テスト感作耐性を証明する必要がある場合。 (5) 重要な塩化物サービスの場合 —ASTM G48 CPT/CCTテストデータ。 (6)PMIレポート補足の成績確認が必要な場合。資材の出荷前にすべての文書を確認してください。納品後に採点エラーが発見されると、修正にかかる費用が飛躍的に高くなります。

関連書籍

• 【ステンレスとは？種類、性質、製造方法、用途】
• 【304・304Lステンレス鋼の性質・成分・用途】
• [304 と 316 ステンレス鋼の違いと用途]
• 【ステンレスは錆びるの？原因と腐食の種類と予防法】
• [L、H、およびデュアル認定ステンレス鋼グレードの説明]
• [PREN の説明: 式、グレードの比較、選択制限]
• [ステンレス鋼グレード表：AISI、UNS、EN、JIS 相互参照ガイド]

技術参考資料

• ASTM A240 — クロムおよびクロムニッケルステンレス鋼板、シート、およびストリップの標準仕様
• ASTM A312 — シームレスおよび溶接オーステナイト系ステンレス鋼パイプの標準仕様
• ASTM A276 — ステンレス鋼の棒および形状の標準仕様
• ASTM A262 — 粒界攻撃に対する感受性を検出するための標準手法
• ASTM G48 — 耐孔食性および耐隙間腐食性の標準試験方法
• Outokumpu ステンレス鋼ハンドブック — グレード 316/316L データシートと腐食曲線
• Nickel Institute — 腐食技術者のためのステンレス鋼: 孔食と隙間腐食
• 英国ステンレス鋼協会 (BSSA) — グレード 316/316L の選択および適用ガイド